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El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD)Deja los engranajes
2 Introducción | El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD)
Introducción
El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD) de ABB es el sistema de
accionamiento de molinos más poderoso del mercado. Combina la más alta
eficiencia, fiabilidad, flexibilidad y disponibilidad.
El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD) | Introducción 3
El accionamiento sin engranajes elimina
todos los componentes mecánicos de
un sistema de accionamiento conven-
cional, tales como la corona, piñones,
cajas reductoras, acoplamientos, eje de
motor y rodamientos de motor: el moli-
no se convierte en el rotor del motor sin
engranajes al instalar los polos del rotor
directamente en el cuerpo del molino.
HistoriaEn 1969, ABB (entonces llamada Brown
Boveri & Cie.) puso en marcha el primer
GMD que había sido visto en el mundo,
un motor sin engranajes de 6400 kW
para un molino de bolas en Ciments
Lambert-Lafarge en Le Havre, Nor-
mandía, Francia. Hoy en día este GMD
continúa en operación arrojando un
rendimiento muy eficiente en términos
de costo efectivo y una comprobada
fiabilidad a largo plazo. Y lo que es aún
más importante, este GMD acciona un
proceso de cemento en seco, y desde
sus primeros días ha respondido satis-
factoriamente al desafío de expansiones
térmicas relacionadas con el alto calor
generado por el proceso. ABB fue a
su vez pionero en introducir los GMDs
en el procesamiento de minerales. En
1985, ABB suministró el primer GMD en
el mundo para accionar una planta de
mineral en Bougainville, Nueva Guinea.
Posteriormente, ABB continuó con su
incesante y pionera innovación al sumi-
nistrar el primer GMD que accionaría un
molino de bolas de doble cámara rota-
toria, en Carlin, Nevada. Una vez más,
ABB estuvo a la altura de un nuevo
desafío enfrentando las altas temperatu-
ras de proceso, en este caso se tienen
160 °C en la carcasa del molino. Ade-
más, ABB ha sido siempre seleccionado
para suministrar los accionamientos de
molinos sin engranajes para los molinos
AG, SAG y de bolas más grandes del
mundo.
Desde que inventó el GMD a finales de
la década de 1960, ABB ha acumulado
más de cuarenta años de experiencia
adaptando soluciones GMD para las
cada vez más demandas aplicaciones
industriales de nuestros usuarios.
En la actualidad, ABB es claramente el
líder mundial en el mercado de accio-
namientos sin engranajes para molinos
en términos de número de unidades
instaladas, tamaños de molino, reque-
rimientos de potencia y funcionamiento
ante las más adversas condiciones
ambientales de operación.
PerspectivaLa molienda de minerales de baja ley,
demanda una alta capacidad de proce-
samiento total y una altísima fiabilidad
en todo momento.
ABB suministrará los GMD más gran-
des del mundo hasta ahora fabricados
que se instalarán a una altura récord de
4600 metros sobre el nivel del mar:
− Un GMD de 28 MW para molino SAG
de 40’
− Dos GMDs de 22 MW para molinos
de bolas de 28’
Hoy en día ABB dispone de diseños de
GMDs para molinos de hasta 44 pies de
diámetro y una potencia de 35 MW. La
tendencia es clara y apunta a molinos
de bolas más grandes y molinos SAG
aún más grandes, conteniendo cada
vez mayores relaciones de potencia con
respecto al diámetro del molino.
ABB continuará con su papel pionero
en el desarrollo de nuevas y sofisticadas
características para sus accionamientos
sin engranajes para molinos y con el fin
de mantenerse siempre a la altura de
los nuevos desafíos y requerimientos.
4 Introducción | El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD)
El sistema GMDEl motor sin engranaje (también co-
nocido como motor «wrap around» o
motor de anillo) es un motor sincróno
de enorme tamaño. Los polos del motor
son montados directamente en la brida
de la carcasa del molino, lo que significa
que la carcasa se convierte en el rotor.
El estator del motor está instalado alre-
dedor del cuerpo del molino.
El motor sin engranajes es alimentado
por un cicloconvertidor. El ciclocon-
vertidor es un convertidor estático de
frecuencia conmutado por línea de
alimentación en que la tensión de salida
es formada por las ondas de voltaje
principal de entrada pero a una frecuen-
cia mucho menor. Para la aplicación
de GMDs el cicloconvertidor tiene una
frecuencia nominal de salida de aproxi-
madamente 5 Hz. El cicloconvertidor, el
cual tiene un diseño sin fusibles, se co-
necta a la red de media tensión a través
de tres transformadores especiales.
Adicionalmente, se requiere un pequeño
convertidor de excitación, que es usado
para suministrar la excitación al rotor
del motor sin engranajes a través de los
anillos deslizantes. Por lo general los
desconectadores de cuchilla (desco-
nectadores de desconexión manual sin
carga) del estator y del circuito de rotor
se instalan directamente junto al motor
para hacer que dicha desconexión sea
fácilmente visible antes de entrar al mo-
tor para fines de mantenimiento.
Características inherentes − La solución sin engranajes elimina
toda necesidad de una corona, piño-
nes, acoplamientos, etc.
− El posicionamiento automático y
«creeping» (marcha lenta) están
incluidos automáticamente en el su-
ministro, por lo que ya no se requiere
de ningún tipo de motor o acciona-
miento adicional para operaciones de
inspección o posicionamiento.
− En todo el sistema de accionamien-
to de ABB, incluyendo el motor sin
engranajes no se requiere grasa u
otro tipo de lubricación, por lo que
tampoco se requieren los costos
asociados, de suministros, aplicación
y manejo de residuos, en su presu-
puesto de operación.
− El sistema GMD puede variar la velo-
cidad automáticamente además de
accionar el molino en ambas direc-
ciones. Con estas dos características
inherentes, el usuario durante toda la
vida de la mina tiene la capacidad de
optimizar el proceso de molienda au-
mentando su eficiencia y de reducir
el tiempo de paradas al aumentar la
vida útil de los revestimientos (liners).
El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD) | Introducción 5
6 Introducción | El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD)
Cerro Verde(Cobre, Perú)
Cuatro unidades GMDs de 12 MW para
molinos de s de 24’, con velocidad
nominal de 11.94 rpm
Toromocho (Cobre, Perú)
Altitud: 4600 sobre el nivel del mar
Una unidad GMD de 28 MW para moli-
no SAG de 40’, con velocidad nominal
de 9.31 rpm
Dos unidades GMDs de 22 MW para
molinos de bolas de 28’, con velocidad
nominal de 10.99 rpm
Molinos de bolas, Cerro Verde, mina de cobre, Perú
Sala eléctrica E-house
Transformador de excitación
Transformadores de cicloconvertidor
Switchgear de media tensión
Competencia en molienda En su centro de excelencia para el pro-
cesamiento de minerales en Suiza, un
equipo de más de 200 ingenieros está
dedicado al diseño, instalación y puesta
en marcha de su sistema de automati-
zación y electrificación para los molinos.
Con más de 40 años de experiencia
en operaciones de molienda, estamos
preparados para proporcionar:
− Desarrollos
− Diseño
− Ingeniería
− Estudios (análisis torsional, redes
eléctricas y filtros u otros)
− Gestión de proyectos
− Puesta en marcha
− Detección de fallas y mantenimiento
− Especialistas en repuestos y su
gestión
Nuestras fortalezas − Combinamos tecnología de accio-
namientos con sus aplicaciones y
procesos
− Ofrecemos soluciones completas y
adaptadas a su necesidad
− Integramos nuestras soluciones en
el ambiente de la planta, tomando
en cuenta las interfaces eléctricas,
mecánicas y civiles
− Ofrecemos soporte completo a los
equipos y servicio integral
a la planta
El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD) | Red 7
Red
El cicloconvertidor, que es un converti-
dor directo de 12 ó 18 pulsos, crea ar-
mónicas e inter-armónicas. ABB cuenta
con el know-how y la experiencia para
realizar un completo estudio de la red,
de preferencia para toda la planta, con
el propósito de controlar los compo-
nentes armónicas e inter-armónicas y
optimizar el factor de potencia al nivel
requerido. Los estándares locales vigen-
tes forman los requerimientos básicos
para iniciar este estudio. Además de
llevar a cabo el análisis de la red, ABB
es lógicamente el aliado natural para su-
ministrar y sintonizar el filtro requerido.
Control y protección del molinoABB cuenta con el más sofisticado
cicloconvertidor para alimentar el motor
sin engranajes. El cicloconvertidor de
ABB es una tecnología ultra proba-
da con un robusto diseño sin fusibles
a prueba de corto circuitos. ABB no
necesita de una señal adicional de
retroalimentación de posición o de
velocidad, por lo que se elimina auto-
máticamente esa potencial fuente de
la falla. Operaciones en baja velocidad,
posicionamiento automático, «creeping»
(marcha lenta), protección contra caída
de tensión temporal y muchas otras
funcionalidades son parte de la solución
estándar ABB.
ABB también alimenta y controla los
auxiliares del molino y del accionamien-
to. Un completo sistema de protección
de todo el accionamiento de molinos
sin engranajes es uno de los aspec-
tos claves para alcanzar la más alta
disponibilidad. Esto incluye un avanzado
sistema de monitoreo del entrehierro y
una verdadera protección diferencial de
motor sin engranajes. Si bien el diseño
se focaliza en evitar los cortocircuitos
o mitigar el efecto de estos, el sistema
completo debe tener capacidad de
resistir cualquier situación de cortocir-
cuito.
Accionamiento de molino sin engranajes GMD
8 La solución ABB | El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD)
La solución ABB
Eficiencia – ventilaciónLos molinos son claramente los ma-
yores consumidores de potencia en
una planta concentradora. Dado que
un diseño específico solamente se
puede optimizar hasta un determinado
valor límite, ABB seleccionó primero el
diseño más eficiente y luego optimizó
su eficiencia. El sofisticado sistema de
devanados de una sola vuelta garan-
tiza que se minimicen las pérdidas
del estator. Además, el aumento en
temperatura del motor es relativamente
bajo, lo que resulta no solamente en
una baja expansión térmica sino que
en una menor resistencia del cobre de
los devanados: de ahí menos pérdidas.
Las pérdidas se reducen incluso más
al minimizar la cantidad de polos y la
cantidad de semiconductores en el
cicloconvertidor.
Reglas de diseñoEl diseño único del accionamiento de
molino sin engranajes de ABB se basa
en varias reglas fundamentales. Una
regla fundamental es que el sistema
siempre debe funcionar en estado
subcrítico, es decir, el motor no puede
en ningún momento alcanzar la primera
velocidad crítica para esto se tiene exi-
gente requerimiento de rigidez mínimo.
Para ABB esto es de vital importancia
y no se pueden correr riesgos en este
importante aspecto. Debido a esto, el
estator de ABB tiene típicamente una
rigidez mucho más alta.
Para propósitos de transporte, el
estator se divide en la menor cantidad
de piezas que sea posible, usualmente
cuatro. Mientras menor es la cantidad
de piezas del estator, menos horas
hombre se requieren para la instalación
en terreno. Además, cada división del
estator tiene un impacto negativo sobre
la rigidez del mismo, efecto que se debe
paliar tomando las medidas necesarias
para evitar una baja en la frecuencia
natural. Sin embargo, ABB ha llevado a
cabo proyectos de GMD tanto con más
de cuatro y menos de cuatro piezas de
estator.
A menudo se analiza todo el sistema
(molino, polos, descansos, fundaciones,
interacción entre rotor y estator, estruc-
tura del estator y condiciones del suelo)
para asegurar que todos sus compo-
nentes se combinen satisfactoriamente.
Naturalmente, ABB cuenta con los re-
cursos, la competencia, el know-how y
la experiencia para realizar este exigente
estudio general del sistema basándose
en la información recibida de la ingenie-
ría de suelos y del proveedor de molino.
El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD) | La solución ABB 9
PolosEl diseño de polos unitarios de ABB
permite efectuar ajustes de posición
individuales, lo que permite una mayor
precisión y rapidez en la compensación
las excentricidades o desviaciones de
en la redondez del molino.
Al tener polos unitarios, ABB elimina
nuevamente un potencial de falla al no
contar con una pieza adicional para en-
samblaje de los polos. Adicionalmente
en el especial diseño de ABB el con-
junto formado por la placa central, los
pernos del polo y el flange del molino
actúan en su conjunto como un eficien-
te sistema del resortes, asegurando
que la transferencia de torque del polo
al flange de molino sólo se produzca
por fuerza de fricción y no mediante las
fuerzas de corte del perno del polo.
DevanadosABB emplea devanados de una única
vuelta. Gracias a eso, la posibilidad
de tener fallas internas entre espiras
se elimina automáticamente y permite
implementar una protección diferencial
real del motor. ABB utiliza un sistema
continuo de impregnación al vacío (VPI)
tanto para la sección del devanado
contenido en la ranura del núcleo mag-
nético como en la cabeza del devanado.
Los trabajos realizados en campo con
las uniones del estator se minimizan
gracias al sofisticado diseño de devana-
dos de ABB.
EnfriamientoEl sistema de enfriamiento del motor
que contiene los intercambiadores de
calor agua-aire y sus ventiladores de
enfriamiento se encuentra ubicado en
la parte inferior del motor. Esto no sólo
facilita un fácil acceso para prestar
mantenimiento sino que además asegu-
ra que toda el agua de enfriamiento se
encuentre bajo el motor. ABB se con-
centra en lograr un bajo aumento de la
temperatura minimizando la expansión
térmica y optimizando la eficiencia.
CooperaciónEl usuario se beneficia de la amplia
experiencia de ABB con la mayor base
instalada de GMDs. ABB tiene la mayor
experiencia con todos los principales
proveedores de molinos. ABB coopera
a un alto nivel profesional con el provee-
dor del molino y con la ingeniería civil.
Finalmente, todos los componentes del
sistema de molino deben funcionar en
conjunto a la perfección, objetivo que
únicamente se puede lograr teniendo
los socios adecuados que mantengan
siempre una perspectiva global y sisté-
mica.
10 La solución ABB | El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD)
Servicio
Para dar soporte a la base instalada existente, ABB proporciona una gama de
servicios que van desde la asistencia telefónica, a completos acuerdos de servicio.
El accionamiento sin engranajes para molinos (GMD) | Servicio 11
Servicios remotos − Línea de soporte (asistencia telefó-
nica de emergencia, 24 horas x 365
días al año): ofrece un acceso rápido
y fiable al know-how técnico de los
expertos en productos, aplicaciones
y procesos de ABB
− Diagnóstico remoto
− Detección de fallas: la asistencia por
acceso remoto se puede ofrecer me-
diante una conexión segura a internet
− Mantenimiento periódico: auditorías
programadas a sus activos
Puesta en marcha y mantenimientoMantenimiento predictivo, preventivo y correctivo
− ABB proporciona servicios para la
puesta en marcha, inspecciones
regulares del sistema y reemplazo
de componentes de acuerdo con
la programación de mantenimiento
planificada previamente y asistencia
de largo plazo en terreno
− Un proceso interno de certificación
califica el know-how y efectúa un
seguimiento del desempeño de los
recursos de ABB en terreno, de
forma periódica
− La alta disponibilidad de los recursos
en terreno por parte de ABB está
respaldada por la red mundial de
ingenieros de terreno
RepuestosLas listas de repuestos específicas del
sistema y las auditorías regulares de
inventario permiten optimizar su stock.
Capacitación a usuariosABB ofrece cursos de capacitación en
procesos y productos para entregar a
los usuarios el conocimiento requerido
para operar y prestar mantenimiento
en forma segura y eficaz a los acciona-
mientos. Cada sesión incluye capaci-
taciones teóricas y prácticas basadas
en los métodos aprobados por ABB
University. El objetivo es entregar el
adecuado soporte a los usuarios, con-
tribuir con la excelencia operacional y
contribuir al desarrollo sostenido de una
fuerza laboral calificada.
Acuerdos de servicioLos diferentes productos de servicio
pueden ser combinados en un acuerdo
de servicio amplio para satisfacer sus
necesidades específicas.
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La unidad de Minerales de ABB está representada en los
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Estonia, Grecia, India, Indonesia, Letonia, Lituania, Malasia,
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